基于移相空间矢量调制的MMC电容电压均衡控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于移相空间矢量调制的MMC电容电压均衡控制方法，基于移相空间矢量调制实现各子模块的电容电压均衡：在α'‑β'坐标下利用两电平空间矢量调制算法计算第一个三相子模块的空间矢量；为了实现对其余(n‑1)个三相子模块的控制，将所述第一个三相子模块空间矢量调制信号进行移相，以得到其他(n‑1)个三相子模块的调制信号；并基于所述的调制信号形成脉冲信号分配给各半桥子模块，以控制6个桥臂中各个半桥子模块的通断；为了实现电容电压均衡，在接下来的(n‑1)个参考电压周期，将n组三相子模块的空间矢量按参考电压周期实现循环分配。该方法易于实施，扩展性好，能显著简化MMC子模块电容电压均衡控制。

【技术实现步骤摘要】
基于移相空间矢量调制的MMC电容电压均衡控制方法
本专利技术涉及电力电子与自动控制领域中的模块化多电平变换器(Modularmultilevelconverter，简称MMC)的子模块电容电压均衡控制方法领域，涉及一种基于移相空间矢量调制的MMC子模块电容电压均衡控制方法，特指一种在α'-β'坐标下采用循环移相空间矢量调制策略实现MMC子模块电容电压均衡的控制方法。
技术介绍
MMC作为中高压大功率变流器的一种非常受欢迎的电路拓扑，其主要优点如下：高度的模块化结构，便于扩展系统容量和工业化生产；无需多路隔离的直流电源和输出变压器，简化了电路结构，降低了系统损耗；用低耐压开关器件实现高压多电平输出，改善了输出波形，降低了开关损耗；易于实现冗余控制，具有良好的可维护性、故障穿越及恢复能力。MMC拓扑的输入端采用公共直流母线，将能量分散存储在各个子模块的悬浮电容中，为了实现多电平输出，串联在同一桥臂上的各个子模块采用分时导通或关断控制，由于器件参数的离散性及不一致性，很容易导致电容电压不平衡现象，严重时将出现部分子模块的电容电压过髙，造成系统过压保护，甚至器件损坏等问题。因此，保持桥臂内所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于移相空间矢量调制的MMC电容电压均衡控制方法，所述的MMC为三相模块化多电平变换器，三相模块化多电平变换器具有三相6个桥臂，每一个桥臂由n个子模块级联构成；每一个桥臂连接有一个电感L；6个桥臂中，3个上桥臂分别通过3个电感L与带有3个电感L的三个下桥臂对接，6个电感两两一组串接，3个串接点作为三相模块化多电平变换器的3个输出端；其特征在于：基于移相空间矢量调制实现各子模块的电容电压均衡，步骤如下：在α'‑β'坐标下利用两电平空间矢量调制算法计算第一个三相子模块的空间矢量；为了实现对其余n‑1个三相子模块的控制，将所述第一个三相子模块空间矢量调制信号进行移相，以得到其他(n‑1)个三...

【技术特征摘要】
1.一种基于移相空间矢量调制的MMC电容电压均衡控制方法，所述的MMC为三相模块化多电平变换器，三相模块化多电平变换器具有三相6个桥臂，每一个桥臂由n个子模块级联构成；每一个桥臂连接有一个电感L；6个桥臂中，3个上桥臂分别通过3个电感L与带有3个电感L的三个下桥臂对接，6个电感两两一组串接，3个串接点作为三相模块化多电平变换器的3个输出端；其特征在于：基于移相空间矢量调制实现各子模块的电容电压均衡，步骤如下：在α'-β'坐标下利用两电平空间矢量调制算法计算第一个三相子模块的空间矢量；为了实现对其余n-1个三相子模块的控制，将所述第一个三相子模块空间矢量调制信号进行移相，以得到其他(n-1)个三相子模块的调制信号，相邻三相子模块的相位相差并基于所述的调制信号形成脉冲信号分配给各子模块，以控制6个桥臂中各个子模块的通断；在一个参考电压周期，对参考电压矢量轨迹模型进行跟踪采样，计算开关状态矢量，遵循同样的信号分配原则；为了实现电容电压均衡控制，接下来的n-1个参考电压周期，重复参考电压矢量轨迹采样，但将调制信号进行循环分配。2.根据权利要求1所述的基于移相空间矢量调制的MMC电容电压均衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对参考电压矢量轨迹模型进行采样得参考电压矢量Vr(αr',βr')，Vr表示参考矢量，(αr',βr')表示矢量坐标；步骤二：根据参考电压矢量Vr所在扇区三角形的位置确定合成参考矢量的等效基本矢量：(1)若αr'≥0,βr'≥0，参考电压矢量Vr位于第I扇区，该扇区内合成参考电压矢量Vr的等效基本矢量为V0、V1和V2；(2)若αr'<0,βr'>0,αr'+βr'≥0，参考电压矢量Vr位于第II扇区，该扇区内合成参考电压矢量Vr的等效基本矢量为V0、V2和V3；(3)若αr'≤0,βr'≥0,αr'+βr'<0，参考电压矢量Vr位于第III扇区，该扇区内合成参考电压矢量Vr的等效基本矢量为V0、V3和V4；(4)若αr'<0,βr'≤0，参考电压矢量Vr位于第IV扇区，该扇区内合成参考电压矢量Vr的等效基本矢量为V0、V4和V5；(5)若αr'≥0,βr'<0,αr'+βr'<0，参考电压矢量Vr位于第V扇区，该扇区内合成参考电压矢量Vr的等效基本矢量为V0、V5和V6；(6)若αr'>0,βr'≤0,αr'+βr'≥0，参考电压矢量Vr位于第VI扇区，该扇区内合成参考电压矢量Vr的等效基本矢量为V0、V6和V1。步骤三：依据伏秒平衡原理，计算参考矢量对应扇区三角形三个顶点矢量的作用时间：(1)第I扇区内，根据V0t0+V1t1+V2t2＝VrTS计算合成参考矢量Vr的基本矢量V0、V1和V2的作用时间分别为t0＝(1-αr'-βr')TS，t1＝αr'TS，t2＝βr'TS；TS表示采样周期。(2)第II扇区内，根据V0t0+V2t2+V3t3＝VrTS计算合成参考矢量Vr的基本矢量V0、V2和V3的作用时间分别为t0＝(1-βr')TS，t2＝(αr'+βr')TS，t3＝-αr'TS；(3)第III扇区内，根据V0t0+V3t3+V4t4＝VrTS计算合成参考矢量Vr的基本矢量V0、V3和V4的作用时间分别为：t0＝(1+αr')TS，t3＝βr'TS，t4＝-(αr'+βr')TS；(4)第IV扇区内，根据V0t0+V4t4+V5t5＝VrTS计算合成参考矢量Vr的基本矢量V0、V4和V5的作用时间分别为：t0＝(1+αr'+βr')TS，t4＝-αr'TS，t5＝-βr'TS；(5)第V扇区内，根据V0t0+V5t5+V6t6＝VrTS计算合成参考矢量Vr的基本矢量V0、V5和V6的时间分别为：t0＝(1+βr')TS，t5＝-(αr'+βr')TS，t6＝αr'TS；(6)第VI扇区内，根据V0t0+V1t1+V6t6＝VrTS计算合成参考矢量Vr的基本矢量V0、V1和V6的作用时间分别为：t0＝(1-αr')TS，t1＝(αr'+βr')TS，t6＝-βr'TS。步骤四：采用七段切换实现对三相子模块的空间矢量调制：(1)第I扇区内，依据K0→K2→K1→K7→K1→K2→K0的切换规律完成对一个采样周期的等效；每个开关状态作用时间分别为t0/4、t2/2、t1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翠，朱能飞，崔晓斌，杨小品，张兴旺，曾瑄，欧阳俊铭，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：江西,36